[实用新型]泥水平衡式盾构模型机

摘要

本实用新型提供泥水平衡式盾构模型机，涉及隧道盾构模拟试验技术领域，包括控制系统、泥水处理系统、推进系统、模型箱及在模型箱内由前盾、中盾、后盾及盾尾组成的盾构机主体；前盾包括刀盘、主驱动轴，中盾包括减速机、扭矩传感器、驱动马达，后盾包括姿态调节系统；控制系统控制推进系统拉动反力架通过推力杆将推力传递至盾壳，盾壳再将推力传递至主驱动轴，推动刀盘掘进，实现盾构模型机的掘进及管片支护。本实用新型通过盾壳的分段式结构简单合理、稳定性好，可在高水压条件下实现大扭矩、高转速的泥水盾构掘进过程模拟；具备泥水平衡、姿态调节、壁后注浆等功能，可进行盾构机掘进姿态、刀具磨损、开挖面稳定、泥水劈裂和超前地质预报试验。

主权项

1.一种泥水平衡式盾构模型机，包括放置土体的模型箱(1)、泥水处理系统(2)、PLC控制系统及通过导向套(3)伸入所述模型箱内的盾构机，其特征在于：所述盾构机包括前盾(4)、中盾(5)、后盾(6)和盾尾(7)，所述前盾(4)、中盾(5)、后盾(6)三部分之间螺纹密封连接，所述盾尾(7)与所述后盾(6)之间通过螺栓连接；所述前盾(4)包括刀盘(35)及与刀盘(35)连接的主驱动轴(8)，所述主驱动轴(8)上套装有主驱密封结构(25)，主驱密封结构(25)与所述刀盘(35)、所述前盾(4)的盾壳及泥水舱板(27)围成泥水舱(9)；所述中盾(5)包括减速机(10)和驱动马达(11)，所述减速机(10)的前端传动连接所述主驱动轴(8)，所述减速机(10)的后端通过扭矩传感器(12)连接所述驱动马达(11)；所述扭矩传感器(12)、所述驱动马达(11)均与所述PLC控制系统通信连接；所述驱动马达(11)的后端固定在驱动马达支撑板(28)上；所述后盾(6)包括姿态调节系统，用于调节盾构机的推进位置和角度；所述盾尾(7)包括由第一密封环(30)、第二密封环(31)、第三密封环(32)及球碗结构(33)组成的盾尾密封结构(13)；所述导向套(3)内滑动穿设有推力杆(14)，所述推力杆(14)的后端连接有反力架(15)，所述模型箱(1)和所述反力架(15)之间连接有推进系统，所述推进系统与所述PLC控制系统通信连接，用于实现盾构机的推进和复位。